Avaliação do Usuário

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Se você está tentando obter uma tensão diferente da encontrada em sua instalação elétrica para um equipamento específico saiba que é cada vez mais usual o uso do autotransformador de força.

A aplicação deste equipamento está diretamente relacionada a diminuição de seu custo de aquisição no mercado nos últimos anos. Em algumas ocasiões, torna-se injustificável uma grande obra de recomposição da infraestrutura presente para se obter diferentes tensões em uma única tomada.

Em uso residencial, sua principal aplicação está na mudança de 127V para 220V na aplicação em condicionadores de ar do tipo split, geladeiras, frigobar, grill, fornos com grill, churrasqueira elétrica, furadeiras e outras ferramentas.

Do ponto de vista técnico, faz-se uso do bom senso na recomendação deste equipamento para avaliações específicas. O ponto negativo, em seu uso, está na composição visual, ou seja, ele não é muito bonito e ocupa espaço. Se houver falha em seu dimensionamento, pode apresentar ruído e aquecimento anormal quando exposto a cargas específicas de potência maior que a suportada pelo autotrafo.

Além disso, a exposição a cargas maiores que a capacidade suportada inevitavelmente levará a redução da vida útil ou mesmo queima do equipamento podendo, inclusive, causar acidentes e induzir a pequenos incêndios, se usado de forma inadequada.

Portanto, é de responsabilidade do bom profissional atuar em seu adequado dimensionamento e informar a seu cliente que a solução do autotransformador não é definiva caso haja previsão de usar forro ou outro tipo de material inflamável para tentar escondê-lo.

Se a solução visual do autotransformador incomoda o cliente, é melhor de fato não usá-lo do que fazer "gambiarras" para escondê-lo depois.

1. O que é o Autotransformador (Autotrafo) ?

Segundo Mamede (2013):


Esquema básico de um Autotransformador segundo Mamede (2013).

"Os autotransformadores, ou autotrafos, são dotados de uma estrutura magnética compatível com a dos transformadores, porém divergindo quanto à característica dos enrolamentos. Os autotransformadores apresentam custos menores, pois parte dos enrolamentos é comum ao primário e secundário, no caso, as espiras N2...Por outro lado, a seção do condutor das espiras N2 deve ser dimensionada somente pela corrente resultante da diferença entre I2 − I1. Essa economia no peso do cobre faz com que os autotransformadores tenham custos mais reduzidos que os transformadores normais. Porém, essa vantagem tem um limite quando a relação de transformação é superior a 3. Os autotransformadores ainda apresentam outras vantagens caracterizadas pelo melhor rendimento, já que suas perdas internas são menores. Além disso, as quedas de tensão internas são também menores, apresentando ainda correntes a vazio de valor inferior ao dos transformadores normais." (João Mamede Filho, Manual de Equipamentos Elétricos, Editora LTC, 4a Edição).

2. Dimensionamento

O objetivo para o dimensionamento de um autotransformador está na obtensão de sua potência aparente, em VA (Volt-Ampere), que é o parâmetro usado comercialmente para o dimensionamento destes equipamentos.

Para isso, é preciso ter, no mínimo, os seguintes parâmetros:

- Tensão de Entrada;
- Tensão de Saída (Tensão de transformação);
- Potência da carga (Equipamento que será ligado ao autotransformador);
- Conhecimento do comportamento da carga.

3. Potência de Pico x RMS

Pode-se induzir ao erro, ao se achar que um transformador de 3000 VA atendenderá uma carga de 2760 W.

Isso porque a aplicação teórica e direta de cálculo em VA para W se remete a seguinte fórmula:

Sendo: P - Potência Ativa em W
            S - Potência Aparente em VA
            cos φ - Fator de potência (fp)

Considera-se, ao menos, em teoria, por padrão estipulado pela concessionária de energia local, o fator de potência como 0,92 indutivo.

Portanto, o calculista iniciante pode realmente ser induzido ao erro de achar que um autotransformador de 3000 VA pode ser usado para uma carga de 2760W.

No entanto, é preciso ter atenção as especificações técnicas do autotransformador. Geralmente o valor de 3000VA é um valor comercial e faz referência a potência (aparente) de pico e não a potência RMS (que geralmente é usada para definir a potência da carga).

Note que não é possível "comparar banana com maçã". Nesse caso a grandeza de pico (Valor de Pico) é diferente da grandeza em RMS (Valor Eficaz).

A conversão, então, é dada pela seguinte fórmula:

ValorEficaz = 0,707 * ValorPico

Portanto, um autotransformador comercial de 3000VA tem 2121 VA de Valor Eficaz (0,707*3000VA)

Portanto o dimensionamento correto para um transformador comercial de 3000VA (Valor de Pico) é:

Em vista disso, pode-se ligar uma carga de até 1951,32 W (Valor RMS / Eficaz) neste transformador comercial de 3000 VA (Valor de pico) que você não terá problemas.

Note que há vendedores e alguns profissionais que ignoram o fator de potência. Os efeitos dessa decisão já foram explicados acima e podem se refletir no impacto da vida útil do equipamento de transformação.

4. Conhecimento do comportamento da carga

Para cargas resistivas, o comportamento da carga não varia muito. E portanto, se o seu dimensionamento foi para algum grill, ferro de passar, forno elétrico, churrasqueira elétrica, soldador, soprador térmico, secador de cabelo ou qualquer outra carga com característica resistiva, o seu dimensionamento terminou e acaba por aqui.

No entanto, para cargas indutivas, como motores, furadeiras, máquinas elétricas em geral, compressores de ar condicionado, compressor de geladeira apesar de parecer ser suficiente, o dimensionamento não acaba por aqui.

Isso porque cargas indutivas como o motor elétrico, esmerilhadeira, serra mármore, compressor de ar condionado, por exemplo, em uma análise transitória, possuem corrente de partida inicial bem alta que pode acabar danificando o autotransformador ou nem mesmo ligando em muitos casos, se o dimensionamento não estiver adequado para esta carga.

O ideal é sempre verificar qual a potência necessária para partida e operação da carga nas especificações técnicas e verificar se a potência do seu transformador atende a essa carga.

Por fim, deixo esta tabela empírica (obtida através do cálculo demonstrado acima) que pode ajudar a muitos. Lembro que os valores encontrados de aplicação da carga pode variar dependendo do fabricante. Sempre consulte as especificações técnicas do fabricante: 

Valor comercial em VA Potência (em Watts) da Carga
1000 VA 650,44 W
2000 VA 1300,9 W
3000 VA 1951,3 W
4000 VA 2601,8W
5000 VA 3252,2W

Como último aviso, não esqueca de deixar o auto-transformador desligado na tomada após o uso do aparelho elétrico. Caso contrário, ficará quente e causará um pequeno consumo (desperdiçando energia).

Por hoje, ficamos por aqui.

Um abraço,
Wendel.